一种气体放电紫外线灯的新型谐振式反激脉冲电源的制作方法

本技术涉及一种电源电路，具体涉及一种气体放电紫外线灯的新型谐振式反激脉冲电源。

背景技术：

1、对于很多气体放电紫外线灯，特别是准分子灯，因为灯管的结构特性，需要用到高电压电源来驱动。根据灯管功率不同，电压范围从几千伏特，到上万伏特电压。并且灯管击穿以后并不能像低压气体紫外线灯或者荧光灯那样维持一个稳定的放电电弧，而且是需要反复使用高电压来击穿灯管。高电压的频率通常从几十千赫兹到上百千赫兹。准分子紫外线灯的阻抗特性呈现为一个容性特性，因此电压的幅值，电压的变化率和电压的频率，都直接决定了灯的工作电流和效率。

2、目前市面上实现高频高压的电源通常有两种拓扑结构。一种是采用推挽拓扑，控制低电压原边的两个开关管轮流导通，产生交流电压，再经过变压器升压产生副边的高电压。另一种采用半桥或者全桥拓扑，通过控制一边或者相对的上下开关管轮流导通，在原边的电感和电容上产生交流电压，再经过变压器升压产生副边的高电压。

3、采用这两种拓扑结构的电源在能量传输上本质上是相同的。在原边开关管导通的时候，电源的输入直流电压(或者经过整流升压后的直流母线电压)对变压器原边充电，同时经过变压器副边对负载放电，变压器原副边的能量交换是发生在同一时刻，变压器不存储能量。在这种工作模式下，电源的输出电压通常为交流的正弦波，其电压变化率较小。高压气体紫外线灯阻抗特性近似容性负载，因此对比于时间宽度很窄的脉冲电压，在相同电压幅值下这种交流正弦波形产生的电流也较小，紫外线的转化效率较低。另外，很多准分子紫外线灯的电极设计是不对称的，对电子容易发射的电极施加负电压才有效的激发电子产生紫外线，而施加正电压是不会产生电子发射，也不能产生紫外线辐射，因此施加交流电压也会存在效率的降低。再次，采用推挽电路或者半桥或者全桥电路，需要用到2个或者4个开关元器件，并且变压器需要较高的变比来产生高压输出，控制复杂，总成本较高。

4、为了解决上述问题，我们做出了一系列改进。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，提供一种气体放电紫外线灯的新型谐振式反激脉冲电源，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。

2、一种气体放电紫外线灯的新型谐振式反激脉冲电源，包括：pwm控制电路、原边开关电路、反激变压器、输出谐振电路、输入电源和负载，所述pwm控制电路与原边开关电路连接，所述原边开关电路与反激变压器连接，所述输出谐振电路与反激变压器连接，所述输入电源与pwm控制电路、原边开关电路和反激变压器连接，所述负载与反激变压器和输出谐振电路连接；

3、其中，所述pwm控制电路包括：pwm波形发生电路和开关驱动电路，所述原边开关电路包括：开关电路和反向续流电路，所述反激变压器包括：变压器第一绕组和变压器第二绕组，所述输出谐振电路包括：谐振电容，所述pwm波形发生电路与开关驱动电路连接，所述开关电路与反向续流电路并联，所述变压器第一绕组与原边开关电路连接，所述变压器第二绕组与谐振电容连接。

4、进一步，所述pwm波形发生电路和开关驱动电路为独立的电路或集成的功能电路，所述反向续流电路为独立的电路或与开关电路集成的功能模块或开关电路寄生的器件，所述谐振电容为独立的电容或反激变压器寄生的电容或负载寄生的电容。

5、进一步，所述pwm控制电路在反向续流电路导通期间开通开关电路。

6、本实用新型的有益效果：

7、本实用新型与传统技术相比，设计谐振式反激变换器拓扑，简化了电路，降低了成本。副边降低输出谐振电容容量，利用变压器和谐振电容振荡实现高压脉冲输出。利用原边反向续流器件将变压器多余的能量回送到输入电源，同时实现原边开关电路零电压开通，提高电源效率。用于高电压脉冲输出电源，用较低的成本来实现气体放电紫外线灯的高效率驱动。pwm控制在原边续流期间开通开关器件，实现零电压开通，提高效率。

技术特征：

1.一种气体放电紫外线灯的新型谐振式反激脉冲电源，其特征在于，包括：pwm控制电路(100)、原边开关电路(200)、反激变压器(300)、输出谐振电路(400)、输入电源(500)和负载(600)，所述pwm控制电路(100)与原边开关电路(200)连接，所述原边开关电路(200)与反激变压器(300)连接，所述输出谐振电路(400)与反激变压器(300)连接，所述输入电源(500)与pwm控制电路(100)、原边开关电路(200)和反激变压器(300)连接，所述负载(600)与反激变压器(300)和输出谐振电路(400)连接；

2.根据权利要求1所述的一种气体放电紫外线灯的新型谐振式反激脉冲电源，其特征在于：所述pwm波形发生电路(110)和开关驱动电路(120)为独立的电路或集成的功能电路，所述反向续流电路(220)为独立的电路或与开关电路(210)集成的功能模块或开关电路(210)寄生的器件，所述谐振电容(410)为独立的电容或反激变压器(300)寄生的电容或负载(600)寄生的电容。

3.根据权利要求1所述的一种气体放电紫外线灯的新型谐振式反激脉冲电源，其特征在于，所述pwm控制电路(100)在反向续流电路(220)导通期间开通开关电路(210)。

技术总结
一种气体放电紫外线灯的新型谐振式反激脉冲电源，包括：PWM控制电路、原边开关电路、反激变压器、输出谐振电路、输入电源和负载，PWM控制电路与原边开关电路连接，原边开关电路与反激变压器连接，输出谐振电路与反激变压器连接，输入电源与PWM控制电路、原边开关电路和反激变压器连接，负载与反激变压器和输出谐振电路连接。与传统技术相比，设计谐振式反激变换器拓扑，简化了电路，降低了成本。利用原边反向续流器件将变压器多余的能量回送到输入电源，同时实现原边开关电路零电压开通，提高电源效率。用于高电压脉冲输出电源，用较低的成本来实现气体放电紫外线灯的高效率驱动。PWM控制在原边续流期间开通开关器件，实现零电压开通，提高效率。

技术研发人员：陆涵
受保护的技术使用者：上海鹿锦轩企业管理有限公司
技术研发日：20230612
技术公布日：2024/1/15